JPH04223533A - 共有資源排他制御システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明は共有資源排他制御システムに関し
、特にコンピュータシステムにおける共有資源の使用を
排他的に制御する方式に関する。

【０００２】

【従来技術】コンピュータシステムにおける複数のタス
クが使用する共有資源へのアクセスを逐次化するために
排他制御が必要とされる。このような排他制御のため、
コンピュータシステムには、ロック／アンロックまたは
ＥＮＱ／ＤＥＱとよばれる基本機能が備えられている。 なおロック動作を要求するロック要求には通常、排他モ
ードと共有モードの２種類がある。

【０００３】排他制御の基本的動作は以下のようなもの
である。あるタスクがロック要求を出力し、かつロック
要求対象資源が他のタスクによりロックされていないな
らば、ロック要求を出力したタスクにロック権が付与さ
れる。しかし、他のタスクによりロック要求対象資源が
すでにロックされており、その資源のロックモード、ま
たは該タスクのロック要求のモードが排他モードの時ロ
ック待ちとなる。ロック要求対象資源のロックモードと
該タスクのロック要求のモードがともに共有モードの時
は、該タスクにロック権が付与される。

【０００４】また、資源をロックしていたタスクによる
アンロック要求に応答して該タスクのロック権の行使が
終了する。

【０００５】いま、他にロックしているタスクがなく、
かつ複数のロック待ちタスクがある場合を想定する。複
数のロック待ちタスクのうち、最先のロック要求タスク
の要求モードが排他モードならば、このロック要求タス
クのみにロック権が付与される。最先のロック要求タス
クの要求モードが共有モードならば、現在共有モードで
ロック待ちしているタスクすべてにロック権が付与され
る。このようなロック／アンロック処理に際して、タス
クの主記憶域から補助記憶への書出し、すなわちタスク
のスワップアウトに関する考慮はされていなかった。

【０００６】すなわち、このような共有資源排他制御方
式のアンロック要求処理において、ロック待ちタスクに
ロック権が付与される際、該タスクがスワップアウトさ
れていた場合にも無条件にロック権が付与される。この
ため、該タスクの資源を使用した本来の処理の前に、入
出力処理をともなうスワップイン処理が行なわれ、他の
ロック待ちタスクの待ち時間を増加させたり、資源の使
用効率を低下させたりするという欠点がある。

【０００７】

【発明の目的】本発明の目的は、上述の欠点を除去し、
後続のロック待ちタスクのロック待ち時間を減少させる
とともに共有資源の使用効率を向上させるようにした共
有資源排他制御システムを提供することにある。

【０００８】

【発明の構成】本発明による共有資源排他制御システム
は、タスクのスワップイン完了通知に応答して該タスク
が資源をロック待ちしておりかつすぐにロック可能な状
態にある場合、該タスクにロック権を付与するスワップ
イン時ロック手段と、指定タスクのスワップイン要求に
応答して該タスクをスワップインしたあと前記スワップ
イン時ロック手段にスワップイン完了を通知するスワッ
プイン管理手段と、アンロック後、ロック待ちタスクの
スワップアウト状態をチェックし最初に見っかったスワ
ップアウト状態にないロック待ちタスクにロック権を付
与し、該タスクを見つけるまでにスワップアウト状態に
あることを検出したロック待ちタスクのスワップインを
前記スワップ管理手段に要求するアンロック要求処理手
段とを含むことを特徴とする。

【０００９】

【実施例】本発明の一実施例について図面を参照して詳
細に説明する。

【００１０】図１を参照すると、本発明の一実施例は、
共有資源使用タスク４からのロック要求を処理するロッ
ク要求処理手段１、共有資源使用タスク４からのアンロ
ック要求を処理するアンロック要求処理手段２、タスク
のスワップ完了通知に応答して該タスクが資源をロック
待ちしておりかつすぐにロック可能な状態にあるとき該
タスクにロック権を付与するスワップイン時ロック手段
３、スワップイン要求に応答したスワップイン動作完了
後該スワップイン時ロック手段３を呼出すスワップ管理
手段５およびこのスワップ管理手段４への要求待ち行列
６を含む。

【００１１】アンロック要求処理手段２はアンロック要
求タスクのロック解除後、ロック待ちタスクの状態を要
求順にチェックし、最初にみつけたスワップアウトされ
ていないロック待ちタスクにロック権を付与する。ただ
し、該ロック権を付与するタスクが共有モードで要求す
る場合、共有モードのロック待ちタスクすべてにロック
権が付与される。

【００１２】また、最初のスワップアウトされていない
ロック待ちタスクをみつけるまでにスワップアウト状態
を検出した各タスクに対するスワップイン要求が要求待
ち行列６にキューイングされる。もし、ロック待ちタス
クがすべてスワップアウトされている場合は、どのロッ
ク待ちタスクにもロック権は付与されず、すべてのロッ
ク待ちタスクに対するスワップイン要求が要求待ち行列
６にキューイングされる。

【００１３】スワップ管理手段５は要求待ち行列６から
１つずつ要求を取出す。指定タスクがスワップアウトさ
れている場合、スワップ管理手段５は該タスクのスワッ
プインを行う。その後、該タスクがすぐにロック可能な
らばロック権を付与するため、管理手段５はスワップイ
ン時ロック手段３を呼出す。指定タスクがスワップアウ
トされていない場合、管理手段５は要求を無視する。

【００１４】スワップイン時ロック手段３は、スワップ
管理手段５から呼出され、資源がロックされていない場
合、または資源のロックモードおよび指定タスクのロッ
ク要求モードがともに共有モードの場合、指定タスクに
ロック権を付与し、スワップ管理手段５に戻る。それ以
外の場合、スワップイン時ロック手段３は何も行わず、
スワップ管理手段５に戻る。

【００１５】次に本発明の一実施例の動作について第２
図を参照して詳細に説明する。

【００１６】図２には、５つのタスクＡ〜Ｅが資源Ｒに
対してロックおよびアンロックの要求を順次行う状況が
示されている。なお、ここでのロック要求はすべて排他
モードでの要求であると仮定する。また、最初、資源Ｒ
はロックされていない状態にあるものとする。

【００１７】時刻Ｔ１　〜Ｔ３　で、タスクＡ〜Ｅによ
る資源Ｒに対するタスクＡ〜Ｅの順でのロック要求に応
答して、ロック要求処理手段１は最初に要求を出したタ
スクＡにロック権を付与する。資源ＲがすでにタスクＡ
によってロックされるため、タスクＢ〜Ｅはロック待ち
となる。

【００１８】時刻Ｔ２　でメモリ負荷の上昇などの理由
によりタスクＢがスワップアウトされたあと、時刻Ｔ４
　でタスクＡによるアンロック要求に応答して、アンロ
ック要求処理手段２はタスクＡによるロックを解除する
。次にロック待ちタスクＢ〜Ｅの状態が要求順にチェッ
クされる。これらタスク内で最初に要求したタスクＢは
スワップアウトされているため、該タスクに対するスワ
ップイン要求が要求待ち行列６にキューイングされる。 タスクＢに次いで要求を出したタスクＣはスワップアウ
トされていないので、該タスクにロック権が付与される
。

【００１９】タスクＢのスワップイン要求に応答して、
スワップ管理手段５は、タスクＢをスワップインしたあ
と、スワップイン時ロック手段３を呼出す。資源はロッ
ク中であるため、スワップイン時ロック手段３では、タ
スクＢのロック待ちを継続し、スワップ管理手段５に制
御を戻す（時刻Ｔ６　）。すなわち、タスクＢのスワッ
プインのみが行われる。

【００２０】時刻Ｔ７　でタスクＣによるアンロック要
求に応答して、アンロック要求処理手段２は、タスクＣ
によるロックを解除する。次にロック待ちタスクＢ、Ｄ
およびＥの状態が要求順にチェックされる。これらタス
ク内で最初に要求したタスクＢは、この時すでにスワッ
プインされているので、タスクＢにロック権が付与され
る。

【００２１】時刻Ｔ８　でタスクＢからのアンロック要
求に応答して、アンロック要求処理手段２は、タスクＢ
によるロックを解除する。次にロック待ちタスクＤおよ
びＥの状態が要求順にチェックされる。これらタスク内
で最初に要求したタスクＣは、時刻Ｔ５　以後スワップ
アウトされているため、タスクＣに対するスワップイン
要求が要求待ち行列６にキューイングされる。タスクＤ
に次いで要求を出したタスクＥはスワップアウトされて
いないので、該タスクにロック権を付与する。

【００２２】この後、時刻Ｔ９　は、スワップ管理手段
５でタスクＤのスワップインが行われる前である。この
時刻Ｔ９　で、タスクＥによるアンロック要求に応答し
て、アンロック要求処理手段２はタスクＥによるロック
を解除する。

【００２３】次にロック待ちタスクＤの状態がチェック
され、該タスクは依然スワップアウトされている。この
ため、タスクＤのスワップイン要求が再度要求待ち行列
６にキューイングされる。この結果、ロック待ちタスク
Ｄがあるにもかかわらず、資源Ｒはロックされていない
状態となる。しかし、ロック待ちタスクＤはスワップア
ウトされており、仮にタスクＤにロック権が付与された
としても、スワップインされるまで、その資源に対する
処理を行うことができない。このため、ロック権をすぐ
付与しないことによる影響はない。

【００２４】もしこの間に新たなロック要求があった場
合、該ロック要求を出したタスクにロック権が付与され
る。この場合、タスクＤのスワップイン処理と、新たな
タスクの資源Ｒを使用した処理が時間的にオーバーラッ
プし、資源はより効率よく使用される。

【００２５】次に、時刻Ｔ１０で、スワップ管理手段５
からのタスクＤの最初のスワップイン要求に応答して、
タスクＤのスワップイン動作を行ない、そのあと、スワ
ップイン時ロック手段３を呼出す。資源がロックされて
いないため、スワップイン時ロック手段３は、タスクＤ
にロック権を付与しスワップ管理手段５に制御を戻す。

【００２６】次に２番目のタスクＤに対するスワップイ
ン要求が受付けられる。すでにタスクＤはスワップイン
されているので該要求は無視される。

【００２７】この実施例では、ロック要求がすべて排他
モードであると仮定した。しかし、共有モードのロック
要求と排他モードのロック要求とが混在している場合、
以下の動作が付加される。

【００２８】すなわち、アンロック要求処理手段２のロ
ック待ちタスクに対するロック権付与時、該タスクが共
有モードならば、スワップアウトされていないすべての
共有モードロック待ちタスクにロック権が付与される。

【００２９】また、スワップイン時ロック手段３の指定
タスクが共有モードでロック要求している時、資源が共
有モードでロックされている場合にもロック権が付与さ
れる。他は、上述の一実施例の動作と同様な処理がなさ
れる。

【００３０】

【発明の効果】本発明は、現在のロックが解除された時
、スワップアウトされているロック待ちタスクのスワッ
プインを要求するとともに、該タスクを追い越してスワ
ップアウトされていないロック権を付与することにより
、スワップイン処理により無駄になっていた時間も資源
を使用することが可能になり、後続のロック待ち時間を
減少させる効果があり、また共有資源の使用効率を向上
させる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す図である。

【図２】本発明の一実施例の動作を説明するための図で
ある。

【符号の説明】

１　　ロック要求処理手段 ２　　アンロック要求処理手段 ３　　スワップイン時ロック手段 ４　　共有資源使用タスク ５　　スワップ管理手段 ６　　要求待ち行列

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　タスクのスワップイン完了通知に応答
   して該タスクが資源をロック待ちしておりかつすぐにロ
   ック可能な状態にある場合、該タスクにロック権を付与
   するスワップイン時ロック手段と、指定タスクのスワッ
   プイン要求に応答して該タスクをスワップインしたあと
   前記スワップイン時ロック手段にスワップイン完了を通
   知するスワップイン管理手段と、アンロック後、ロック
   待ちタスクのスワップアウト状態をチェックし最初に見
   っかったスワップアウト状態にないロック待ちタスクに
   ロック権を付与し、該タスクを見つけるまでにスワップ
   アウト状態にあることを検出したロック待ちタスクのス
   ワップインを前記スワップ管理手段に要求するアンロッ
   ク要求処理手段とを含むことを特徴とする共有資源排他
   制御システム。